(57)【要約】【課題】レーザダイオードを用いて同時に複数のホログラムセルから情報を再生する記録媒体にホログラムを形成するためのホログラフィック記録システムを提供する。【解決手段】ホログラフィック記録システム１０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に２次元アレイ状に配置されたホログラムセル１７からなる記録媒体１６に対して、Ｙ軸方向に信号光を照射すると共に、照射されるＹ軸方向の複数のホログラムセルの一つに対して、前記信号光と直交するＺ軸方向から参照光を照射し、そのホログラムセルにホログラムを形成する。参照光は、Ｙ軸方向直線アレイ状のサーボミラーアレイ３０を構成する複数のマイクロミラー３１の１つをＯＮ状態とすることによって、参照光を目的のホログラムセル１７に照射する。ＯＮされるマイクロミラー３１の位置を移動し、更に、記録媒体１６を並進移動用アクチュエータ３８によってＸ軸方向に移動させ、各ホログラムセル１７にホログラムを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光から分岐された信号光を、記録すべきディジタル情報に応じて変調して、記録媒体に導く信号光学系と、前記レーザ光から分岐された参照光を前記記録媒体に導く参照光学系と、を有してなり、前記信号光と参照光とを前記記録媒体に同時に照射したときの光学的干渉により、前記記録媒体にホログラムを形成するホログラフィック記録システムであって、
前記記録媒体は、Ｘ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Ｙ軸方向から信号光及びＺ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされ、
前記参照光学系には、前記レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられてなり、
前記サーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してＺ軸方向に平行に離間して設けられ、前記記録媒体における一つの行のホログラムセルに対応して、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Ｙ軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するＯＮ位置、同方向に反射しないＯＦＦ位置に選択的に制御可能であって、前記一つの行のホログラムセルと同数のマイクロミラーからなり、
前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置された、前記一つの行のホログラムセルと同数のレンズからなり、各レンズが、対応するマイクロミラーから反射された参照光を、対応するホログラムセルに導くようにされたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記記録媒体は、前記レーザ光源、信号光学系及び参照光学系に対して、前記ホログラムセルの各行に対応して、参照光が任意の行に選択的に入射可能となる位置に、Ｘ軸方向に相対的に移動可能とされ、且つ、前記記録媒体と前記レーザ光源、信号光学系及び参照光学系の少なくとも一方をＸ軸方向に駆動する並進移動用アクチュエータが設けられたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【請求項３】
レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光から分岐された信号光を、記録すべきディジタル情報に応じて変調して、記録媒体に導く信号光学系と、前記レーザ光から分岐された参照光を前記記録媒体に導く参照光学系と、を有してなり、前記信号光と参照光とを前記記録媒体に同時に照射したときの光学的干渉により、前記記録媒体にホログラムを形成するホログラフィック記録システムであって、
前記記録媒体は、Ｚ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Ｙ軸方向から信号光及びＺ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされ、
前記信号光学系には、前記レーザ光源からの信号光を前記記録媒体におけるホログラムセルの行数と同数の分岐信号光に分岐し、且つ、これを、前記ホログラムセルの各行にＹ軸方向に入射するように導く分岐光学系が設けられてなり、
前記参照光学系には、前記レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられてなり、
前記サーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してＺ軸方向に平行に離間して設けられ、前記記録媒体における一つの行のホログラムセルに対応して、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Ｙ軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するＯＮ位置、同方向に反射しないＯＦＦ位置に選択的に制御可能であって、前記一つの行のホログラムセルと同数のマイクロミラーからなり、
前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置された、前記一つの行のホログラムセルと同数のレンズからなり、各レンズが、対応するマイクロミラーから反射された参照光を、対応するホログラムセルに導くようにされたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記信号光学系は、前記ホログラムセルの行数と同数設けられ、前記信号光を分岐するミラーからなるミラー群と、前記ミラーと同数設けられ、各分岐信号光を、各々記録すべきディジタル情報に応じて変調する空間光変調器と、を有してなり、各分岐光学系は、前記ミラー及び空間光変調器の各一つの組合せを含んで構成されていることを特徴とするホログラフィック記録システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記信号光学系は、前記信号光が、前記記録媒体における一つの行の一端のホログラムセルからＹ軸方向に入射し、他端のホログラムセルに透過するように設けられたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記レンズアレイは、前記参照光をコリメート光として前記ホログラムセルに導くコリメートレンズからなるコリメートレンズアレイを含んでなり、
前記サーボミラーアレイ及びコリメートレンズアレイを、前記記録媒体に対してＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方の方向に並進駆動する角度多重用アクチュエータを設けたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記記録媒体を、前記サーボミラーアレイ及びレンズアレイに対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方の方向に並進移動させるシフト多重用アクチュエータを設けたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【請求項８】
請求項７おいて、
前記レンズアレイは、前記参照光を球面波として前記ホログラムセルに導く対物レンズアレイを含むことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【請求項９】
請求項６、７又は８において、
前記レンズアレイは集光レンズアレイを含んでなり、この集光レンズアレイは、前記サーボミラーアレイに対応して直線アレイ状に配置され、該サーボミラーアレイから反射される参照光を集光する集光レンズからなり、
前記参照光学系に、前記集光レンズアレイを構成する各集光レンズの焦点位置に配置されたピンホールからなるピンホールアレイを設けたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記参照光学系に、前記サーボミラーアレイに入射する参照光のビーム強度と偏光状態を、前記ホログラムセルのＹ軸方向の位置に応じて調整する偏光制御装置を配置したことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホログラフィック記録システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量のディジタル情報を保存できるストレージ技術の１つとして、ホログラフィックメモリがある。
【０００３】
このホログラフィックメモリは、高速大容量であるという点で優れているが、ホログラフィックメモリのシステムが大型且つ高価となるという問題点がある。
【０００４】
これは、記録時に用いるレーザ光に、可干渉性と波長安定性とが要求されるため、レーザ光源が大型且つ高価になってしまうためである（例えば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０７４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなホログラフィックメモリのシステムにおいて、レーザ光源が大型且つ高価であることから、これを複数設けることが困難であり、従って、記録媒体を、単一の光源からのレーザ光によって順次照射して情報を再生することになり、再生データレートが限定されてしまうという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、再生データレートを大幅に向上させることができ、又、安価なレーザダイオードを複数用いて、同時に複数箇所で情報を再生できるように、記録媒体にホログラムを形成するホログラフィック記録システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意研究の結果、２次元アレイ状に配列したホログラムセルにホログラムを形成しておき、このホログラムセルを、複数のマイクロミラーをアレイ状に配列してなるサーボミラーから再生用参照光を同時に照射すれば、複数の撮像素子から同時に情報を再生できることが分かった。
【０００９】
即ち、以下の本発明により上記目的を達成することができる。
【００１０】
（１）レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光から分岐された信号光を、記録すべきディジタル情報に応じて変調して、記録媒体に導く信号光学系と、前記レーザ光から分岐された参照光を前記記録媒体に導く参照光学系と、を有してなり、前記信号光と参照光とを前記記録媒体に同時に照射したときの光学的干渉により、前記記録媒体にホログラムを形成するホログラフィック記録システムであって、前記記録媒体は、Ｘ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Ｙ軸方向から信号光及びＺ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされ、前記参照光学系には、前記レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられてなり、前記サーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してＺ軸方向に平行に離間して設けられ、前記記録媒体における一つの行のホログラムセルに対応して、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Ｙ軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するＯＮ位置、同方向に反射しないＯＦＦ位置に選択的に制御可能であって、前記一つの行のホログラムセルと同数のマイクロミラーからなり、前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置された、前記一つの行のホログラムセルと同数のレンズからなり、各レンズが、対応するマイクロミラーから反射された参照光を、対応するホログラムセルに導くようにされたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【００１１】
（２）前記記録媒体は、前記レーザ光源、信号光学系及び参照光学系に対して、前記ホログラムセルの各行に対応して、参照光が任意の行に選択的に入射可能となる位置に、Ｘ軸方向に相対的に移動可能とされ、且つ、前記記録媒体と前記レーザ光源、信号光学系及び参照光学系の少なくとも一方をＸ軸方向に駆動する並進移動用アクチュエータが設けられたことを特徴とする（１）に記載のホログラフィック記録システム。
【００１２】
（３）レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光から分岐された信号光を、記録すべきディジタル情報に応じて変調して、記録媒体に導く信号光学系と、前記レーザ光から分岐された参照光を前記記録媒体に導く参照光学系と、を有してなり、前記信号光と参照光とを前記記録媒体に同時に照射したときの光学的干渉により、前記記録媒体にホログラムを形成するホログラフィック記録システムであって、前記記録媒体は、Ｚ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Ｙ軸方向から信号光及びＺ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされ、前記信号光学系には、前記レーザ光源からの信号光を前記記録媒体におけるホログラムセルの行数と同数の分岐信号光に分岐し、且つ、これを、前記ホログラムセルの各行にＹ軸方向に入射するように導く分岐光学系が設けられてなり、前記参照光学系には、前記レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられてなり、前記サーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してＺ軸方向に平行に離間して設けられ、前記記録媒体における一つの行のホログラムセルに対応して、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Ｙ軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するＯＮ位置、同方向に反射しないＯＦＦ位置に選択的に制御可能であって、前記一つの行のホログラムセルと同数のマイクロミラーからなり、前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置された、前記一つの行のホログラムセルと同数のレンズからなり、各レンズが、対応するマイクロミラーから反射された参照光を、対応するホログラムセルに導くようにされたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
【００１３】
（４）前記信号光学系は、前記ホログラムセルの行数と同数設けられ、前記信号光を分岐するミラーからなるミラー群と、前記ミラーと同数設けられ、各分岐信号光を、各々記録すべきディジタル情報に応じて変調する空間光変調器と、を有してなり、各分岐光学系は、前記ミラー及び空間光変調器の各一つの組合せを含んで構成されていることを特徴とする（３）に記載のホログラフィック記録システム。
【００１４】
（５）前記参照光学系は、前記参照光が、前記記録媒体における一つの行の一端のホログラムセルからＹ軸方向に入射し、他端のホログラムセルに透過するように設けられたことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のホログラフィック記録システム。
【００１５】
（６）前記レンズアレイは、前記参照光をコリメート光として前記ホログラムセルに導くコリメートレンズからなるコリメートレンズアレイを含んでなり、前記サーボミラーアレイ及びコリメートレンズアレイを、前記記録媒体に対してＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方の方向に並進駆動する角度多重用アクチュエータを設けたことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載のホログラフィック記録システム。
【００１６】
（７）前記記録媒体を、前記サーボミラーアレイ及びレンズアレイに対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方の方向に並進移動させるシフト用アクチュエータを設けたことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載のホログラフィック記録システム。
【００１７】
（８）前記レンズアレイは、前記参照光を球面波として前記ホログラムセルに導く対物レンズアレイを含むことを特徴とする（７）に記載のホログラフィック記録システム。
【００１８】
（９）前記レンズアレイは集光レンズアレイを含んでなり、この集光レンズアレイは、前記サーボミラーアレイに対応して直線アレイ状に配置され、該サーボミラーアレイから反射される参照光を集光する集光レンズからなり、前記参照光学系に、前記集光レンズアレイを構成する各集光レンズの焦点位置に配置されたピンホールからなるピンホールアレイを設けたことを特徴とする（６）、（７）又は（８）に記載のホログラフィック記録システム。
【００１９】
（１０）前記参照光学系に、前記サーボミラーアレイに入射する参照光のビーム強度と偏光状態を、前記ホログラムセルのＹ軸方向の位置に応じて調整する偏光制御装置を配置したことを特徴とする（１）乃至（９）のいずれかに記載のホログラフィック記録システム。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るホログラフィック記録システムによりホログラムを形成された記録媒体は、安価なレーザダイオードをアレイ状に配置してなるダイオードアレイから同時に複数の参照光を照射することによって、同時に複数の情報を再生可能な記録媒体を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ホログラフィック記録システムは、レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光から分岐された信号光を、記録すべきディジタル情報に応じて変調して、記録媒体に導く信号光学系と、前記レーザ光から分岐された参照光を前記記録媒体に導く参照光学系とを有している。
【００２２】
前記記録媒体は、Ｘ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、一つの行のホログラムセルに対してＹ軸方向から信号光を照射し、その行のうちの１個のホログラムセルに、Ｚ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされている。
【００２３】
前記参照光学系は、レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられ、このサーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してＺ軸方向に平行に離間して設けられ、前記一つの行のホログラムセルに対応してＹ軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Ｙ軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するＯＮ位置、同方向に反射しないＯＦＦ位置に選択的に制御可能であって、前記一つの行のホログラムセルと同数のマイクロミラーからなっている。
【００２４】
前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置され、前記マイクロミラーと同数のコリメートレンズからなるコリメートレンズアレイを含んで構成され、前記コリメートレンズは、対応するマイクロミラーから反射された参照光を対応するホログラムセルに導くようにされている。前記記録媒体は、前記信号光学系、参照光学系に対してアクチュエータによりＸ軸方向に移動して、行を変えてホログラム形成可能とされている。
【実施例１】
【００２５】
以下、図１〜図３に示される本発明の実施例１に係るホログラフィック記録システム１０について説明する。
【００２６】
このホログラフィック記録システム１０は、レーザ光源１２と、このレーザ光源１２から出射されたレーザ光を透過光である信号光と反射光である参照光とに分岐する偏光ビームスプリッタ１４と、前記信号光を記録媒体１６に導くための信号光学系１８と、前記参照光を記録媒体１６に導く参照光学系２０と、を備えて構成されている。
【００２７】
前記信号光学系１８には、前記偏光ビームスプリッタ１４側から、ミラー１８Ａ、ビームエキスパンダ１９、ミラー１８Ｂ、空間光変調器１８Ｃ、ミラー１８Ｄ、及び、フーリエレンズ１８Ｅがこの順で配置されている。前記ビームエキスパンダ１９は、信号光のビーム径を拡大するためのものであり、ミラー１８Ａ側から、レンズ１９Ａ、ピンホール１９Ｂ、レンズ１９Ｃを備えて構成されている。
【００２８】
前記信号光学系１８からの、前記フーリエレンズ１８Ｅを通った信号光は、前記記録媒体１６の、２次元アレイ状に配置された一つの行のホログラムセル１７に、図１及び図２において、左から右方向に同時に照射される。
【００２９】
前記記録媒体１６は、図２、図３に模式的に示されるように、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として、Ａ行〜Ｄ行の４行、且つ、１列〜８列、合計３２個のホログラムセル１７から構成されている。ここで、図２に示されるように、例えばＢ行の６列目のホログラムセル１７は、Ｂ６とされる。
【００３０】
前記参照光学系２０には、前記偏光ビームスプリッタ１４側から、偏光制御装置２２、参照光制御装置２４、コリメートレンズアレイ２６がこの順で配置されている。
【００３１】
前記偏光制御装置２２は、参照光の偏光状態及び光強度を調整するようにされている（詳細後述）。前記参照光制御装置２４は、偏光制御装置２２側から筐体２８（図５参照）に取付固定されたサーボミラーアレイ３０及び集光レンズアレイ３２、ピンホールアレイ３４を備えて構成されている。
【００３２】
前記サーボミラーアレイ３０は、前記記録媒体１６に対してＺ軸方向に平行に離間して設けられ、前記一つの行のホログラムセル１７に対応して、Ｙ軸方向に直線アレイ状に配置された８個のマイクロミラー３１から構成されている。これらのマイクロミラー３１は、制御装置４０により、前記偏光制御装置２２を通ってＹ軸方向に入射してくる参照光を、前記対応するホログラムセル１７方向に反射するＯＮ位置（図１、図５の実線参照）、同方向に反射しないＯＦＦ位置（図１、図５の二点鎖線参照）に選択的に制御可能とされている。
【００３３】
前記集光レンズアレイ３２は、前記サーボミラーアレイ３０におけるマイクロミラー３１と同様に、８個の集光レンズ３３をＹ軸方向に並べてなり、各集光レンズ３３は、前記対応するマイクロミラー３１とホログラムセル１７とを通る光軸上に配置されている。
【００３４】
前記ピンホールアレイ３４は、８個のピンホール３５からなり、前記サーボミラーアレイ３０、集光レンズアレイ３２及びコリメートレンズアレイ２６と平行に配置され、且つ、各ピンホール３５は、集光レンズ３３の焦点位置に設けられている。前記筐体２８の底面には、ピンホール３５を通った参照光が出射するための射出窓３６がピンホール３５と同数設けられている。
【００３５】
前記記録媒体１６は、制御装置４０からの信号に従って、並進移動用アクチュエータ３８により、２次元アレイ状に配置されたホログラムセルのうち、Ａ１〜Ａ８の行、Ｂ１〜Ｂ８の行、Ｃ１〜Ｃ８の行、又は、Ｄ１〜Ｄ８の行のいずれかの行のホログラムセル１７が、前記参照光が入射する位置に移動可能とされている。
【００３６】
前記偏光制御装置２２は、図６及び図７に示されるように、１／２波長板２２Ａと、偏光フィルタ２２Ｂとを有し、これらを、回転機構２３Ａ、２３Ｂによりそれぞれ光軸廻りに回転させることによって、入射光の偏光状態に拘わらず、任意のビーム強度、偏光方向を持つ直線偏光を形成できるようにされている。
【００３７】
前記回転機構２３Ａ、２３Ｂは、制御装置４０によって制御され、信号光の、ホログラムセル１７内におけるビーム径に応じて変調されるようになっている。図２に示されるように、信号光学系１８から入射した信号光は、ホログラムセル１７の、Ｙ方向の位置、即ち列によってそのビーム径が異なる。ビーム径が小さいほどパワー密度が大きくなるので、参照光の光強度も信号光のビーム径が小さいほど高く設定する必要がある。これによって、光学的干渉縞のコントラストを高めることができる。
【００３８】
前記記録媒体１６を構成するホログラムセル１７は、例えば、ＬｉＮｂＯ3等のフォトリフラクティブ結晶をそのまま記録材料として用いたものであり、実施例１においては、各ホログラムセル１７は立方体形状とされている。
【００３９】
なお、図４に示される記録媒体４４のように、各ホログラムセル４５に、前記Ｘ軸方向に沿って形成され、且つＹ軸方向及びＺ軸方向に対し４５°の角度をなす平面状の記録層４５Ａを備えるようにしてもよい。この場合、この記録層４５Ａは、フォトポリマー等の塗布層を用いると良い。
【００４０】
図４において、符号４４Ａは記録層４５Ａを挟み込む基板、４４Ｂは各ホログラムセルを接着するための接着層、４４Ｃは記録媒体４４全体を覆い、表面の保護あるいは環境露光による劣化を防止するためのＡＲ（無反射）コートをそれぞれ示す。
【００４１】
次に、上記ホログラフィック記録システム１０により、前記記録媒体１６のホログラムセル１７にホログラムを形成する過程について説明する。
【００４２】
レーザ光源１２から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１４において透過光としての信号光と反射光としての参照光とに分岐される。
【００４３】
前記信号光は、信号光学系１８に入射し、ミラー１８Ａ、ビームエキスパンダ１９、ミラー１８Ｂ、空間光変調器１８Ｃ、ミラー１８Ｄ及びフーリエレンズ１８Ｅを介して記録媒体１６を照射する。
【００４４】
前記信号光は、空間光変調器１８Ｃにおいて、記録すべきディジタル情報に対応して、例えば空間光変調器１８Ｃに表示されるデータページによって信号を付与されている。
【００４５】
前記偏光ビームスプリッタ１４における反射光は、参照光（例えばｓ偏光）として、前記参照光学系２０に入射し、前記偏光制御装置２２を経て、サーボミラーアレイ３０の、８枚のマイクロミラー３１のうち、ＯＮされているいずれか一つのマイクロミラー３１において、反射され、対応する集光レンズ３３、ピンホール３５及びコリメートレンズ２７を経て、コリメート光として、前記記録媒体１６における一つのホログラムセル１７を、図１において上方から照射する。
【００４６】
一方、前記偏光ビームスプリッタ１４における透過光は、信号光（例えばｐ偏光）として、空間光変調器１８Ｃで信号が付与されてから、記録媒体１６の一つの行に照射される。図２に示される例では、記録媒体１６は並進移動用アクチュエータ３８により、行Ｂ、即ち、Ｂ１〜Ｂ８のホログラムセル１７が信号光に照射される位置に移動されている。
【００４７】
このとき、制御装置４０によって、例えば、図１において６の番号が付されたマイクロミラー３１がＯＮされたとすると、入射してきた参照光はここで反射されて、対応する行Ｂにおける６番目のＢ６のホログラムセル１７に入射し、前記信号光と干渉し、その光学的干渉縞によってホログラムが形成される。
【００４８】
上記のようにして、マイクロミラー３１を順次ＯＮ、ＯＦＦさせて、例えば、行Ｂの、Ｂ１〜Ｂ８までのホログラムセル１７の記録をした後は、並進移動用アクチュエータ３８によって、記録媒体１６をＸ方向に駆動し、信号光及び参照光により照射すべきホログラムセル１７の行を切換え、上記工程を繰返して、全部の行のホログラムセル１７の記録が終了する。
【００４９】
ホログラムが記録された記録媒体１６から情報を再生する場合は、前記Ａ１〜Ｄ８の３２個のホログラムセル１７に対応して、Ｘ軸方向(行)及びＹ軸方向（列）に２次元アレイ状に３２個配置したレーザダイオードアレイを設け、そのうちの各行１個、合計４個のレーザダイオードにより、例えば、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１のホログラムセル１７をＺ軸方向から照射すると、各ホログラムセルからは、図２のＹ軸方向に回折光が発生し、これを、図２に二点鎖線で示されるように、各行毎に結像レンズ４６Ａ、撮像素子４６Ｂを設けておけば、４つのホログラムを同時に独立して再生することができる。
【００５０】
レーザダイオードは、記録時におけるレーザ光源のような、厳密な波長特性が要求されないので、再生に特に支障は無い。
【００５１】
上記ホログラフィック記録システム１０による記録媒体１６に対するホログラムの記録は、各ホログラムセル１７に、１つのホログラムを形成するものであるが、各ホログラムセル１７に、角度多重記録によって、ホログラムを多数記録することができる。
【００５２】
角度多重記録の場合は、図５に示されるように、前記筐体２８を並進移動用ベース２９により、Ｙ軸方向に移動自在とし、これを角度多重用アクチュエータ３９によりＹ軸方向に並進移動させる。
【００５３】
図８は、角度多重記録の際の、参照光のＹ方向の移動とホログラムセル１７に対する入射角度の変調との関係を示している。偏光制御装置２２から入射した参照光の、ＯＮ状態のマイクロミラー３１によって反射される位置がＹ方向にΔＹ平行移動し、これと同時に、集光レンズ３３及びピンホール３５もＹ軸方向にΔＹ移動する。一方、コリメートレンズアレイ２６は固定されていて、集光レンズ３３からの参照光の、コリメートレンズ２７への入射角度が前記Ｙ軸方向の移動によって変調される。従って、図８に示されるホログラムセル１７への入射角度θを、ΔＹに応じて変調することが可能であり、この変調の段数によって、角度多重記録の段数を決定することができる。
【００５４】
このように、角度多重記録したホログラムセル１７から情報を再生する場合は、前記マイクロミラー３１に代わり、前記のように、２次元アレイ状に配置されたレーザダイオードにより照射し、且つこのレーザダイオードアレイと、集光レンズ３３及びピンホール３５を、コリメートレンズ２７に対してＹ軸方向に並進移動させれば、記録時の入射角度に対応して多重記録されたホログラムから情報を再生することができる。
【実施例２】
【００５５】
次に、図９に示される本発明の実施例２に係るホログラフィック記録システム５０について説明する。
【００５６】
このホログラフィック記録システム５０は、各ホログラムセルにシフト多重記録をするものであり、前記図１、図２に示される実施例１のホログラフィック記録システム１０に対して、前記コリメートレンズアレイ２６に代えて、対物レンズアレイ５２を設けたものであり、他の構成は、ホログラフィック記録システム１０と同一である。
【００５７】
従って、この実施例２において、前記実施例１のホログラフィック記録システム１０の構成要素と同一の構成要素については、図１におけると同一の符号を付することによって説明を省略するものとする。
【００５８】
この実施例２のホログラフィック記録システム５０では、対物レンズアレイ５２が、前記集光レンズ３３及びマイクロミラー３１と平行に、且つこれらと同数の対物レンズ５３から構成されていて、記録媒体１６におけるホログラムセル１７に入射した参照光が、球面波となるようにされている。
【００５９】
又、この実施例２においては、前記角度多重用アクチュエータ３９に代えて、記録媒体１６をＹ軸方向に並進移動させるシフト多重用アクチュエータ５４が設けられている。なお、このシフト多重用アクチュエータ５４は、並進移動用アクチュエータ３８上に設定する。又は、この並進移動用アクチュエータ３８がシフト多重用アクチュエータを兼ねてもよい。
【００６０】
このホログラフィック記録システム５０により、ホログラムセル１７にシフト多重記録をする場合は、例えば、６番目のマイクロミラー３１をＯＮとし、参照光が行Ｂ、列６即ちＢ６のホログラムセル１７を照射するとき、信号光を行Ｂのホログラムセル１７を照射しつつ、記録媒体１６をシフト多重用アクチュエータ５４によって、例えば図９において右方向に移動させ、次に、前記６番目のマイクロミラー３１をＯＦＦとし、サーボミラーアレイ３０における３番目のマイクロミラー３１をＯＮして、参照光をＢ３のホログラムセル１７に入射させ、このときは、記録媒体１６を図９において左方向に移動しながらシフト多重記録をする。
【００６１】
又、Ｘ軸方向のシフト多重を優先的に行なう場合には、マイクロミラー３１のＯＮ位置を固定させ、並進移動用アクチュエータ３８により記録媒体１６をＸ軸方向に移動させれば良い。
【実施例３】
【００６２】
次に、図１０に示される本発明の実施例３に係るホログラフィック記録システム６０について説明する。
【００６３】
このホログラフィック記録システム６０は、記録媒体１６をＺ軸−Ｙ軸平面内に設定し、ホログラムセルをＺ軸方向を行、Ｙ軸方向を列とする２次元アレイ状に配置し、Ｚ軸方向に参照光を、また、Ｙ軸方向に複数の分岐信号光をそれぞれ記録媒体１６に入射してホログラムを形成するものであり、前記図１、図２に示される実施例１のホログラフィック記録システム１０に対して、参照光学系２０及び信号光学系６２を、記録媒体１６を含むＺ軸−Ｙ軸平面内に配置し、且つ、信号光学系６２を途中で分岐して、分岐光学系６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄとしたものであり、他の構成は、ホログラフィック記録システム１０と同一である。
【００６４】
従って、この実施例３において、前記実施例１のホログラフィック記録システム１０の構成要素と同一の構成要素については、図１におけると同一の符号を付すことによって説明を省略するものとする。
【００６５】
前記信号光学系６２は、前記ホログラムセルの行数と同数設けられ、前記信号光を分岐するミラー６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄからなるミラー群６６と、前記ミラー６６Ａ〜６６Ｄと同数設けられ、各分岐信号光を、各々記録すべきディジタル情報に応じて変調する空間光変調器６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ、６８Ｄと、空間光変調器６８Ａ〜６８Ｄで変調された分岐信号光を前記記録媒体１６の各行に向けて反射する４個のミラー６７と、これらのミラー６７と前記記録媒体１６の各行との間に配置された４個のフーリエレンズ６９と、を有してなり、各分岐光学系６４Ａ〜６４Ｄは、前記ミラー６６Ａ〜６６Ｄ及び空間光変調器６８Ａ〜６８Ｄ、ミラー６７、フーリエレンズ６９の各一つの組合せから構成されている。
【００６６】
この実施例３において、前記記録媒体１６は、各ホログラムセルが、Ｙ軸方向から信号光及びＺ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能に配置されている。前記分岐光学系６４Ａ〜６４Ｄは、ビームエキスパンダ１９と記録媒体１６との間に、前記レーザ光源１２からの信号光を前記記録媒体１６におけるホログラムセル１７の行数と同数の分岐信号光に分岐し、且つ、これを、前記ホログラムセル１７の各行にＹ軸方向に入射するように設けられている。
【００６７】
ここで、ホログラムセル１７は、Ｙ軸方向からの信号光及びＺ軸方向からの参照光によりホログラムが形成されるように配置される。例えば図４に示されるような記録層４５Ａを備える場合は、この記録層４５ＡがＸ軸及びＹ軸と各々約４５°で交差するように配置する。
【００６８】
又、前記ミラー群６６を構成するミラー６６Ａ〜６６Ｄは、各分岐信号光の光強度が等しくなるように構成されている。具体的には、ミラー６６Ａ〜６６Ｃの透過率は、ミラー６６Ａから６６Ｃに向かって順次小さくなるようにされている。又、前記ミラー６６Ａ〜６６Ｄ、空間光変調器６８Ａ〜６８Ｄ、フーリエレンズ６９はそれぞれ直線アレイ状に一体的に構成するとよい。
【００６９】
次に、上記ホログラフィック記録システム６０により、前記記録媒体１６のホログラムセル１７にホログラムを形成する過程について説明する。
【００７０】
レーザ光源１２から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１４において透過光としての信号光と反射光としての参照光とに分岐される。
【００７１】
前記信号光は、信号光学系１８に入射し、ミラー１８Ａ、ビームエキスパンダ１９、ミラー群６６の各ミラー６６Ａ〜６６Ｄで４本の分岐信号光とされ、各々、空間光変調器６８Ａ〜６８Ｄ、ミラー６７及びフーリエレンズ６９を介して、記録媒体１６の各行をＹ軸方向に照射する。
【００７２】
前記分岐信号光は、空間光変調器６８Ａ〜６８Ｄにおいて、記録すべきディジタル情報に対応して、信号を付与されている。
【００７３】
前記偏光ビームスプリッタ１４における反射光は、参照光として前記参照光学系２０に入射し、前記偏光制御装置２２を経て、サーボミラーアレイ３０の、８枚のマイクロミラー３１のうち、ＯＮされているいずれか一つのマイクロミラー３１において、反射され、対応する集光レンズ３３、ピンホール３５及びコリメートレンズ２７を経て、コリメート光として、前記記録媒体１６における一つのホログラムセル１７を、図１０において上方（Ｚ軸方向）から照射する。
【００７４】
このとき、制御装置４０によって、例えば、図１０において６の番号が付されたマイクロミラー３１がＯＮされたとすると、入射してきた参照光はここで反射されて、対応する列における４個（Ａ６、Ｂ６、Ｃ６、Ｄ６）のホログラムセル１７に入射し、前記信号光と干渉し、その光学的干渉縞によって各ホログラムセルに同時にホログラムが形成される。
【００７５】
上記のようにして、マイクロミラー３１を順次ＯＮ、ＯＦＦさせて、上記工程を繰返して、全部の列のホログラムセル１７の記録が終了する。
【００７６】
ホログラムが記録された記録媒体１６から情報を再生する場合は、前記マイクロミラー３１の位置に、ホログラムセル１７の列数に対応して、Ｙ軸方向（列）に直線アレイ状に配置した８個のレーザダイオードからなるレーザダイオードアレイを設け、そのうちの１個のレーザダイオードにより、例えば、列６のホログラムセル１７をＺ軸方向から照射すると、列６の４個のホログラムセルからは、図２のＹ軸方向に回折光が発生し、これを、図１０に二点鎖線で示されるように、各行毎に設けられた結像レンズ４６Ａ、撮像素子４６Ｂにより４つのホログラムを同時に独立して再生することができる。
【００７７】
なお、上記実施例１、２、３において、記録媒体１６は、行Ａ〜Ｄ、列１〜８の合計３２個のホログラムセル１７から構成され、これに対応して、サーボミラーアレイ３０、集光レンズアレイ３２、ピンホールアレイ３４、あるいは対物レンズアレイ５２が設定されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、記録媒体１６のホログラムセル１７は２次元アレイ状に設定されるものであればよく、その行数、及び列数の制限は無い。
【００７８】
又、上記実施例１、２において、記録媒体１６は、レーザ光源１２、偏光ビームスプリッタ１４、信号光学系１８及び参照光学系２０に対して、並進移動用アクチュエータ３８によってＸ軸方向に移動可能とされているが、本発明はこれに限定されるものでなく、記録媒体１６を固定し、参照光学系２０をＸ軸方向に並進移動させるようにしても良い。Ｙ軸方向についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例１に係るホログラフィック記録システムを示す光学系統図
【図２】同ホログラフィック記録システムにおける記録媒体と並進移動用アクチュエータと、信号光との関係を模式的に示す平面図
【図３】同ホログラフィック記録システムにおける記録媒体を示す斜視図
【図４】同記録媒体の変形例を模式的に示す断面図
【図５】実施例１における参照光制御装置部分を拡大して示す一部ブロック図を含む略示断面図
【図６】同実施例１における偏光制御装置２２を模式的に示す断面図
【図７】図６のVII−VII線に沿う側面図
【図８】同実施例１における角度多重記録の際の、参照光とホログラムセルとの関係を模式的に示す光学系統図
【図９】本発明の実施例２に係るホログラフィック記録システムを示す光学系統図
【図１０】本発明の実施例３に係るホログラフィック記録システムを示す光学系統図
【符号の説明】
【００８０】
１０、５０、６０…ホログラフィック記録システム
１２…レーザ光源
１４…偏光ビームスプリッタ
１６、４４…記録媒体
１７、４５、６２…ホログラムセル
１８…信号光学系
１８Ｃ…空間光変調器
２０…参照光学系
２２…偏光制御装置
２４…参照光制御装置
２６…コリメートレンズアレイ
２８…筐体
２９…並進移動用ベース
３０…サーボミラーアレイ
３１…マイクロミラー
３２…集光レンズアレイ
３３…集光レンズ
３４…ピンホールアレイ
３５…ピンホール
３８…並進移動用アクチュエータ
３９…角度多重用アクチュエータ
４０…制御装置
４５Ａ…記録層
５２…対物レンズアレイ
５３…対物レンズ
５４…シフト多重用アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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